旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折是一种不稳定的关节内骨折,常需通过手术恢复踝关节的功能。骨折块良好的解剖复位能使踝关节功能得到最大的恢复。踝关节面的复位不良易导致创伤性关节炎的发生。踝关节功能恢复不良将使患者的生活质量受到很大的影响。切开复位内固定为旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折主要治疗方法之一,但对于一些开放、粉碎及软组织条件欠佳的踝关节骨折并不适合行内固定手术。切开复位无疑会进一步加重软组织损伤,外固定在骨折块的解剖复位方面虽较内固定稍差,但对皮肤、肌肉等软组织有很好地保护,术后踝关节功能评分方面优势明显。外固定架对旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折治疗具有费用低、操作简便、术后可调、功能恢复满意、无需二次取出手术等优点。成永忠教授等对三踝骨折穿针的穿针外固定治疗进行了相关的研究,取得了初步的临床运用进展,总结了针对旋前-外展Ⅲ度骨折的局部穿针外固定方法。但目前却缺乏外固定架治疗旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折相关的基础实验研究。为此我们将完成旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折局部穿针外固定方法的设计,在课题组前期已经建立的筋骨结构“完整”的旋前-外展型Ⅲ度踝关节骨折三维有限元模型基础上,利用有限元分析方法对局部穿针外固定方法进行力学分析,后运用尸体标本实验验证局部穿针外固定方法,完善外固定方法的基础实验研究。1.旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折局部穿针外固定方法的设计1.1.目的设计一种固定旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折局部穿针外固定方法。1.2.材料和方法材料:组合杆式外固定架;软件:Solidworks2016。方法:2枚Φ2.Omm橄榄螺纹针平行固定内踝。自外踝尖插入一枚Φ3.Omm克氏针对腓骨行髓内固定,维持腓骨的轴线,胫骨远端关节面上2-3cm处自外踝穿入一 Φ2.5mm的橄榄针贯穿胫腓骨,固定下胫腓联合,透视复位满意后安装外固定架。予一枚Φ4.5mm螺纹半针于胫骨内侧距胫骨远端关节面上5-7cm处从后下向前上与胫骨轴线呈15-20°固定胫骨,加强外架稳定性。1.3.结果设计出了一种固定旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折局部穿针外固方法。1.4.结论该固定方法实现了局部穿针,细针固定,非跨关节外固定治疗旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折,为外固定治疗关节内及关节周围骨折提供了重要的参考依据。2.旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折局部穿针外固定方法的有限元分析2.1.目的建立可视化的筋骨“完整”的旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折穿针外固定的三维有限元模型,分析旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折局部穿针外固方法。2.2.材料和方法在课题组前期已建成的筋骨结构“完整”的旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折三维有限元模型基础上,使用克氏针及外固定架按照逆移位机制使骨折端复位。通过有限元分析局部穿针外固方法。2.3.结果①建立了筋骨完整的旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折穿针外固定的有限元模型。②运用有限元方法分析局部穿针外固方法,结果发现该固定方法可实现骨折端的良好复位和固定。2.4.结论经有限元分析,局部穿针外固方法可实现对旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折的良好复位和固定。3.局部穿针外固方法的尸体标本实验研究3.1.局部穿针外固方法在PA Ⅲ度踝关节骨折的复位效果研究3.1.1.目的验证局部穿针外固方法在旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折的复位效果。3.1.2.材料和方法对典型的旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折病人X线片骨折线进行测量,得到骨折线在体表走形,通过闭合骨钻孔后徒手暴力制作筋骨完整的旋前-外展Ⅲ度骨折尸体模型。运用交叉互换原则对骨折模型分成两组,一组行外固定新方案复位固定(实验组),一组行内固定方案复位固定(对照组),复位固定结束后立即行标本X线摄片。依据Buewell-Charnley骨折放射学评定标准对骨折端复位情况进行评估。3.1.3.结果在优良率方面:外架组:优3,良10,差1,优良率92.9%;内固定组优4,良10,差0,优良率100%。骨折复位程度:实验组:外踝移位2.41 ±1.57mm,内踝移位2.80 ± 1.46mm,内踝间隙4.07±1.32mm,距骨倾斜1.57±2.95mm,距骨移位2.12±1.34mm,侧位片:后踝移位2.03±1.33mm。对照组:外踝移位1.59±1.01mmm,内踝移位2.37±1.90mmm,内踝间隙4.59±1.85mm,距骨倾斜2.50±4.54mm,距骨移位1.89±0.787mm,侧位片:后踝移位1.88 ± 1.11mm。统计结果:外踝移位:P>0.05,内踝移位P>0.05,内踝间隙P>0.05,距骨倾斜P>0.05,距骨移位P>0.05,后踝移位P>0.05。3.1.3.结论在旋前-外展型Ⅲ度踝关节骨折复位效果上,局部穿针外固方法具有与内固定相当的复位效果。3.2.局部穿针外固方法的旋转稳定性实验研究3.2.1.目的通过内外固定术后骨折断端抗扭转暴力实验来研究局部穿针外固方法在旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折术后固定的旋转稳定性,以便更好的指导踝关节骨折外固定术后的功能锻炼。3.2.2.材料和方法借助多维力学测量仪兼标本固定平台对内外固定后术后的踝关节标本施加10Nm、15Nm、20Nm扭矩,相关力学参数被传感器时时记录,相应扭力加载后立即行摄踝关节正侧位X线摄片。外、内踝,距骨等移位情况采用Buewell-Charnley骨折放射学评定标准进行评定,运用统计学方法对数据进行整理分析。3.2.3.结果①10NM扭力作用于内外固定的踝标本时,二者骨折端移位指标无统计学差异(P>0.05),此时二者的抗旋转能力相当。②15NM扭力作用于内外固定的踝标本时,在内踝间隙大小上二者具有统计学意义(P<0.05),提示外固定架具有更好的抗旋转力能,其他指标无统计学意义,稳定性相当。③20NM扭力作用于内外固定的踝标本时,在内踝移位大小上具有统计学意义(P<0.05),提示外固定架表现出更好的抗旋转能力,具有更好的术后稳定性,余指标无统计学意义,稳定性相当。3.2.4.结论局部穿针外固方法依靠外固定架整体的空间结构具有更好的抗旋转的力能,提示局部穿针外固方法术后稳定性更好。4总结局部穿针外固方法实现了局部穿针、细针固定、非跨关节外固定治疗旋前-外展型Ⅲ度踝关节骨折。经过有限元分析及尸体标本实验验证,旋前-外展Ⅲ度踝关节骨折运用局部穿针外固方法复位具有与内固定相当的复位效果,且局部穿针外固方法表现出了更好的抗旋转能力,术后稳定性更好。